高速分组查找规则匹配算法分析

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1、华中科技大学博士学位论文algorithmtolowerdownthepowerdissipationbyavoidingmatchingofunnessaryTCAMentries.Thirdly,C-TCAMcouldscaletomorethantwolevelsundertheperformancerestrictionandresultedinmorespaceefficiencyandlesspowerdissipation.AnalysisandsimulationshowedthatC-TCAMgetsadvantagesov

2、erotherschemesinTCAMspaceefficiencyandpowerdissipation.HishspeedDeepPacketInspectionusingTCAMfacestheproblemofhighpowerdissipation.A2-phaseDPImethodBF-TCAMwasproposed.Thefirstphaseusedparallelbloomfilterstoexcludethenormalpacketsnotincludingattacksignatures.Thesecondphaseus

3、edTCAMtoinspectsuspiciouspacketsincludingrealattackpacketsandfalsepositivepacketsofthefirstphase.Thebloomfilters’falsenegativeprobabilityiszeroandfalsepositiveprobabilityisverylow.Sincemostofthenetworkdatadonotincludeattacksignatures,ourmethodcangethighspeedDPIwithlowpowerd

4、issipation.TheaboveproposedalgorithmsandschemeshavebeenimplementedandavailableonprototypesofIPv4/IPv6internetworkinggatewayandethernetswitchdesignedforCNGIandMIIElectronicGrantprojects.Theseprojectshadbeencheckedandaccepted,andtheIPv6ehternetswitchhasbeenlicensedbyChinaMini

5、stryofInformationIndustry.Keywords:Rulematching;TernaryContentAddressableMemory(TCAM);IPaddresslookukp;Packetclassification;Rangematching;Deeppacketinspection.V华中科技大学博士学位论文1绪论分组化IP网络是融合网络的基础，将成为话音、数据和视频业务的公共传送平台。为保证不同业务的服务等级（SLA：ServiceLayerAgreement），IP网络设备在完成传统二三层路由交换转发功能

6、的同时，还需要完成报文分类、业务识别和流量控制功能。随着网络流量的增长和和控制规则复杂度的提高，高速报文查找规则匹配面临挑战，一直以来是学术界和工业界研究的热点。本文的主要研究内容是高速分组查找规则匹配算法，包括三层IP路由最长匹配、三到四层的报文分类匹配和七层的深度报文检测。本章给出了相关研究课题问题定义、面临的挑战以及目前研究进展。1.1论文的研究背景1.1.1分组化宽带IP互联网是融合网络的基础网络化世界的基本特征是融合，表现在电信网、有线电视网和互联网的融合、[1]移动网和固定网的融合（FMC：Fixed-MobileConverge

7、nce）、计算机网和物联网[2]（IOT：InternetOfThings）的融合。以电信网、有线电视网和互联网的融合为例，按照传统建网思路，业务和网络绑定，需要由电信网、有线电视网和互联网分别承载话音、视频和数据业务，这不但增加运营商建网的资本支出（CAPEX：CapitalExpenditure），同时也增加运营支出（OPEX：OperatianalExpenditure）。为降低支出，增加每用户收益（ARPU：AverageRevenuePerUser），全球运营商普遍开始了战略转型，在接入、传送和核心层次全面采用IP分组技术来构建下一

8、代多业务电信网，实现一个网络承载话音、数据和视频业务，实现多重播放（Triple-Play）。在同一网络上同时传输话音、数据和视频业务面临挑战，不同业务对传送网络的